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磁共振血管成像根据血液信号的高低分为亮血血管成像和黑血血管成像，目前磁共振临床成像中大部分使用亮血血管成像技术进行扫描成像，其中的技术有TOF，PC，NATIVE等，这些成像技术被广泛熟知应用，将在后续的章节中针对每一项技术及临床应用进行叙述。黑血血管成像技术是近几年才逐步大范围应用于临床应用的磁共振血管成像技术。黑血血管成像技术的应用得益于目前磁共振设备场强及线圈通道数的逐步提高，提升了图像的信噪比，为血管病变的诊断提供了更清晰优异的图像。在临床应用中，使用黑血血管成像技术进行扫描时，往往会出现血液信号抑制不均匀或不彻底的情况，那是什么原因呢？有什么改进措施呢？此章将针对黑血血管技术进行总体介绍。
流动的流体在磁共振自旋回波序列中表现为流空的低信号，即流空效应。下图为自旋回波序列的原理时序图，通过选层梯度选层，利用90°射频脉冲进行激发，在同样的选层梯度下利用180°脉冲进行重聚。此时流动流体信号的高低将取决于流动的快慢。当流动的流体在180°重聚脉冲时已经流出梯度选层层面时，流体中的氢质子将得不到重聚，即在采集到的回波中表现为低信号。自旋回波序列中，并不是所有流动的流体都显示为低信号，流体信号的高低有很多的影响因素，例如：（1）、流体流动的方向和速率与扫描层面的关系，即流体在180°重聚脉冲时刻是否还在扫描层面内，如果流体在SE/TSE序列激发和重聚的时刻都存在于层面内时，流体没有流空，有信号残余；（2）、序列扫描参数也将影响流体的信号，如下图所示，在一定的流体速率时，在180°重聚脉冲时刻，即TE/2时刻流体有无完全流出激发层面，TE/2越大，流体流出扫描层面的概率越大，流空效应越明显。另外TE越大，流体中质子的散相越厉害，最终的信号也越低。所以在进行黑血成像时适当增加TE有助于流空效应；（3）、扫描的层面厚度，层面越厚流体流出层面的概率越小，流空效应减弱，同时扫描层面越厚，层面内涵盖不同方向血管的概率越大，也将导致流空效应减弱。目前临床应用中，针对血管走形单一（易于垂直血管扫描），流速较快的血管使用SE/TSE序列的流空效应进行黑血成像。根据之前的叙述可知，2D序列在进行黑血成像时，要求扫描层面较薄将导致图像信噪比降低或扫描时间大幅增加，且要求扫描层面尽量与血管走行垂直等缺点都影响着2D SE/TSE序列在临床中的应用。但是由于2D序列具有层面内分辨率高、图像模糊效应轻等优点，在局部血管病变中有一定的应用。由于2D SE/TSE序列在扫描层面及信噪比上限制临床应用的大范围开展，3D TSE序列将有效改善这些问题。3D序列在层面方向上使用相位编码技术进行选层，即以层数的平方根的方式增加图像信噪比，所以3D扫描在相同层厚的情况下比2D序列的信噪比大大提高。在进行3D TSE序列设计时，采集的K空间步级数非常多，此时需要使用超长的回波链以缩短扫描时间，但是这也带来了SAR和图像模糊效应的问题，为了解决以上的问题，需要对3D TSE序列进行重新设计，即有了后续的SPACE（Sampling Perfection with Application optimized Contrasts using different flip angleEvolutions）最优化采集可变翻转角3D快速自旋回波序列。在该序列中，使用的重聚脉冲并不是固定不变的180°，而是以设定的组织弛豫时间和权重进行重聚脉冲的角度设置，小角度的重聚脉冲能够有效减少流体质子的聚相，这样进一步增加了流空效应，使得血液抑制更为均匀彻底。以上利用TSE序列流空效应进行黑血成像在很多部位中可以获得不错的效果。但是如若血管内血液流速非常慢，或存在复杂的血流方向时，在临床应用中常规的流空效应往往不能获得均匀的黑血效果，此时就需要使用一个进行黑血成像的磁矩准备技术，称之为流动敏感磁化准备技术（Motion-sensitizing Magnetization Preparation）。流动敏感磁化准备技术MSMP的原理是利用90°-180°--90°的T2准备脉冲间施加一个流动敏感梯度（MSG），这种组合脉冲的好处是利用弥散梯度能够增加流动质子的散相，同时T2准备脉冲的加入相当于增加了TE，进一步降低了流动质子的信号。目前MSMP技术存在于西门子磁共振序列库中的T1_SE_dark blood和SPACE_dark blood。在这些序列的Contrast参数卡Blood suppression选项中选择“on”即使用MSMP技术进行血抑制。目前SE及SPACE的MSMP技术的临床应用除了进行各部位血抑制扫描之外，利用SE_dark blood序列可以进行新生儿静脉窦T1W高信号的鉴别以及利用SPACE黑血进行肝脏病变的显示。如下图所示，常规的T1 SE序列进行颅脑扫描时，由于T1W的TE较短，以及颅底某些血管的血流速度较慢或者血流方向较为复杂，SE序列的流空效应不明显，为了获得更好的黑血效果，使用MSMP技术即可获得均匀的黑血效果。在临床应用中，除了以上MSMP利用T2准备脉冲及弥散梯度的方式进行黑血成像之外，单纯的弥散成像也可以实现黑血成像。在进行体部弥散成像时，往往使用小B值作为弥散扫描的最小B值，而不是不加弥散梯度的B为0的成像，其原因就是通过小B值进行黑血成像，并且在不损失太多图像信噪比的前提下增加病变的检出。更为特殊的案例就是在进行心脏黑血心肌成像时，由于图像对比及扫描方位的差异，在进行三反转（双反转黑血及单反转脂肪抑制）时，往往在心脏的长轴位及靠心尖的短轴位时出现心内膜下高信号的现象。究其原因可能与成像区域心内膜下血流速度较慢或者层面间运动较少而出现血抑制不均匀的情况。为了获得均匀的心脏血液信号的抑制效果，可以使用弥散扫描的方式进行心脏黑血成像。与MSMP或者DWI一样，双反转黑血技术DIRDB也是一种磁化准备技术，其原理就是通过两个反转脉冲实现血液信号的抑制，其中第一个为非层面选择反转预脉冲，第二个为层面选择反转脉冲。首先第一个反转脉冲将成像区域的所有磁矩M0反转180°，等待一段时间之后利用选层反转脉冲将扫描层面的M0反转会原始位置，之后再进行射频激发和成像。这种组合脉冲最后的结果就是由于成像区域的磁矩在第二个反转脉冲时恢复到了原始M0位置，但是成像区域外的包括血液的信号还处于反转状态，等待一段时间后成像层面外的血液流入成像层面，且此时血液无纵向磁化矢量时进行成像即可获得黑血的成像。在西门子磁共振中，在Physio参数卡的Cardiac子参数卡中的Dark blood即为双反转黑血。双反转黑血成像的特点是由于双反转技术使用了一个非层面选择反转和一个层面选择反转，K空间的采集模式必须使用顺序模式，即逐层扫描的模式，扫描的时间与层数成正比。双反转黑血成像技术的扫描时间长，在其他黑血成像技术较彻底的情况下一般不推荐使用该方法进行黑血成像，目前该方法主要应用于心脏的黑血解剖成像。扫描的过程即为一次屏气扫描一层，为了消除心脏的搏动伪影，需要在心电或指脉触发的情况下进行心脏的黑血心肌成像。在进行高分辨血管壁成像时，可以利用双反转黑血血管成像技术在TOF MRA以及SPACE序列图像的引导下进行局部的高分辨黑血成像以获得更均匀以及彻底的血液信号抑制。根据SE/TSE序列的流空效应的原理可知，要实现流空效应要求流体的流动速率在TE/2中流出扫描层面，除此之外需要引入其他的技术进行血抑制。以上的MSMP以及DIR都是磁化准备计划，对扫描层面的图像对比及扫描时间都有一定的影响。在临床应用中，使用饱和带的方式也可以实现一定程度的血液信号抑制。TOF进行动脉血管成像时需要饱和远心端的静脉血，即在远心端使用饱和带的方式进行静脉血的饱和；而进行静脉成像时需要饱和近心端的动脉血，则在近心端的位置施加饱和带。无论是在近心端还是远心端施加饱和带，其目的都是饱和流入扫描层面的流体信号。SE/TSE序列除了常规的流空效应之外，也可以通过增加饱和带的方式进一步增强血抑制的效果。扫描过程中，在扫描层组的两侧，垂直于血管的方向上施加饱和带，即在近心端和远心端都施加饱和带。在成像过程中，饱和带作为射频脉冲先于层组的激发脉冲对扫描层面外的区域进行激发饱和，这样被饱和的流体流入扫描层面再次被激发时不产生信号而实现黑血成像。通过这种施加饱和带的方式不仅可以在进行常规扫描时消除图像的血管搏动伪影，而且还能进行高分辨黑血血管壁成像。饱和带根据定位的方式分为常规饱和带和特殊饱和带，所谓常规饱和带就是其定位可以随机放置，不依赖于扫描层组的方位，其作用是用于饱和成像区域内外的干扰，例如扫描颈椎矢状位时使用斜冠状饱和带饱和颈部呼吸吞咽的伪影等；而特殊饱和带则要求饱和带的放置平行于扫描层组，根据使用的要求又可以分为平行饱和带和跟踪饱和带。平行饱和带施加平行于扫描的层组，用于饱和扫描层组外对层组内的干扰，在进行黑血成像或增强扫描时使用；跟踪饱和带同样平行于扫描层组，但是使用跟踪饱和带时要求K空间的填充采用顺序模式，即采集完整一层K空间数据之后，扫描层面移动一层，同时饱和带也移动相同的位置，这样的好处是能够饱和血抑制的彻底，但是扫描时间较长，目前应用于TOF血管成像及DIR黑血成像等领域。
除此之外，GRE序列使用饱和带除了可以进行亮血血管成像之外，使用Star VIBE序列结合饱和带的方式也可以获得黑血的血管壁成像。利用Star VIBE进行黑血成像的好处是对运动不敏感，并且可以实现更薄层厚的扫描。 除了以上介绍的几种黑血血管成像技术以外，还有一些目前尚未应用于临床的黑血成像技术。但是总结其相关的原理特点就是利用一些磁化准备脉冲在射频激发之前将扫描层面内或空间中的流体信号进行抑制，而保留静止组织的磁化矢量，使得最终的图像显示为黑血血管图像，其中DANTE技术就是使用类似的原理。而SWI黑血成像技术则是利用静脉血的特性进行成像，在此不做过多叙述，我们将在后续的文章中进行介绍。 黑血血管成像的目的除了显示血管壁的结构，突出显示血管病变外，还有一个重要的目的是用于消除血管搏动伪影。在日常的临床扫描中，特别是增强扫描中，如何消除血管搏动伪影是临床中经常碰到的问题，实际上根据以上的描述选用其中的几种技术组合方式即可获得很好的血管搏动伪影的抑制效果。
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